JP2013047045A

JP2013047045A - 車両の前端部構造

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Publication number: JP2013047045A
Application number: JP2011185894A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Matsushita; 和彦松下; Kensuke Oshima; 研介大島
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2031-08-29
Also published as: JP5839889B2

Abstract

【課題】簡易な構成で、歩行者と衝突した際に歩行者の脚に当接する部材を支持する部材の強度を向上させる車両の前端部構造を提供する。
【解決手段】上下一対の横枠部２１，２２と左右一対の縦枠部とから構成される枠状体を備えている。下方の横枠部２２は、車両の幅方向に延設され、前方に突出する突出部２２ａを備えている。縦枠部の後方側面の中間位置にはサイドメンバ前端部が接続されている。一対の縦枠部の前方側面のサイドメンバの接続位置と下方の横枠部２２の接続位置との中間位置にわたって、車両の前方に突出するエネルギー吸収体１５が設けられている。上方の横枠部２１の前端面が、突出部２２ａの前端面よりも後方側に位置するとともに、エネルギー吸収体１５の前端面が、上方の横枠部２１の前端面と突出部２２ａの前端面とを結ぶ面よりも前方側に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前端部構造に関し、特に、車両の前端部が歩行者に衝突した際の歩行者への衝撃を低減させる車両の前端部構造に関する。

上述のような車両の前端部構造として、例えば、特許文献１から３に記載されたものが知られている。

特許文献１では、車幅方向に延びる第１緩衝部材および第２緩衝部材をそれぞれ車体の前部の上部および下部に設け、第２緩衝部材の幅方向中央部の後部側を車体の構造材に取付け、幅方向両端部の後面を車体両側のフレームの前面に支持している。

この特許文献１の構造を備えた車両の前端部が歩行者と衝突した際には、第１緩衝部材が変形して衝撃を吸収する。そして、第１緩衝部材よりも下方に設けられた第２緩衝部材が衝撃吸収をともないながら歩行者の脚部の膝下を適切に支えている。

また、特許文献２では、フロントバンパの上部（バンパリインフォースメント）を人体の脚部の膝と略対向する高さに配置し、フロントバンパの中間部および下部（バンパロアパネル）を脚部の膝より下の部位（以下、下腿部と称する）に対応する高さに配置している。

この特許文献２の構造を備えた車両の前端部が上記脚部に衝突すると、フロントバンパの上部が膝に当接する。その際の衝撃は、フロントバンパの上部の後方に配置されているフォーム材に吸収されつつ、バンパリインフォースメントに伝達される。なお、特許文献２の構造では、フォーム材が潰れきる前に、フロントバンパの中間部および下部が下腿部に当接するよう構成されている。これにより、衝突荷重をフロントバンパの中間部および下部に分散させつつ、下腿部が後方に変位することを規制している。

一方、特許文献３に記載された車両の前端部構造は、車体前部の車幅方向部材と、車幅方向部材の前部に設けられたエネルギー吸収体と、バンパの下部に設けられ、車幅方向部材よりも先端部が前方に突出する突出部材と、を備えている。また、車幅方向部材および突出部材の前端部にバンパフェースが配設され、ボンネットの先端と突出部材の先端とを結ぶラインよりも前方にエネルギー吸収部材を位置させている。

特許文献３では車両の前端部をこのように構成することにより、車両の前端部が歩行者に衝突した際には、まず、突出部材が歩行者の膝から下に接触し、歩行者の脚を払う。脚を払われた歩行者は車両側に傾倒する。その際、エネルギー吸収体が歩行者の膝に接触し、接触の衝撃を吸収する。これにより、歩行者をボンネット上に乗せ、歩行者の二次的な被害を防止している。

特開２００９−０９６２５６号公報特開２００７−０５５３６７号公報（段落番号００５９〜００６３，図２）特許第３７４０９０１号

上述の特許文献に記載された構造では、車両の前端部と歩行者とが衝突した際には、バンパ内に設けられたエネルギー吸収部材等（以下、ＥＡ部材と称する）が歩行者の脚と当接する。したがって、ＥＡ部材には大きな衝撃が加えられ、その衝撃はＥＡ部材を支持する部材にも伝達される。

上述の特許文献１，２では、ＥＡ部材はいずれもラジエターサポート部材等の下端に取り付けられている。ラジエターサポートが枠状の樹脂製である場合、強度、特に、車両前後方向への力に対する強度はあまり高くない。そのため、ＥＡ部材に歩行者の脚が当接し、ラジエターサポートの下部に大きな力が加えられると、ラジエターサポートの下端部が車両後方側に変形したり、ラジエターサポートの縦枠の部材が座屈したりするおそれがある。

ラジエターサポートの変形等を防止するためには、ラジエターサポートを支持または補強する部材を設けたり、ラジエターサポート自体の強度を高めたりすることが考えられる。しかしながら、これらの方法では、生産コストや車両の重量を増大させるだけでなく、生産性をも低下させるため好ましくない。

一方、特許文献３では突出部材を車体側の補強部材により支持しているため、突出部材に加えられた衝撃はラジエターサポート等に伝達されることがない。しかしながら、特許文献３のような構成では、生産性を低下させるため好ましくない。

上記課題に鑑み、本発明の目的は、簡易な構成で、歩行者と衝突した際に歩行者の脚に当接する部材を支持する部材の強度を向上させる車両の前端部構造を提供することである。

前記課題を解決するために、車両の前後方向に開口し、フロントバンパ内に設けられた枠状体を備え、前記枠状体は、車両の上下方向に延設された一対の縦枠部と、前記車両の幅方向に延設された一対の横枠部と、から構成され、下方の前記横枠部は、前記車両の幅方向に延設され、前記車両の前方に突出する突出部を備え、前記縦枠部の前記車両の後方側面の前記車両の上下方向における中間位置にはサイドメンバの前記車両の前方側の端部が接続され、前記一対の縦枠部の前記車両の前方側面の前記サイドメンバが接続された上下位置と前記下方の横枠部が接続された上下位置との中間位置にわたって、前記車両の前方に突出するエネルギー吸収体が設けられ、上方の前記横枠部の前記車両の前方側の端面が、前記突出部の前記車両の前方側の端面よりも前記車両の後方側に位置するとともに、前記エネルギー吸収体の前記車両の前方側の端面が、前記上方の横枠部の前方側の端面と前記突出部の前方側の端面とを結ぶ仮想面よりも前記車両の前方側に位置している。

この構成により、車両の前端部が歩行者と衝突した場合には、まず、突出部とエネルギー吸収体とが歩行者の脚（下腿部）に当接する。この反動により、下腿部は車両の前方上方に跳ね上げられるとともに、大腿部は車両側に傾倒する。そして、上方の横枠部が歩行者の脚に当接する。これにより、脚には、大腿部の当接位置を中心とする下腿部の跳ね上げ方向に沿う回転力が作用するため、膝へのせん断力を低減しつつ、歩行者をボンネットフード上に乗せ、二次的被害を低減することができる。

また、衝突初期では、突出部とエネルギー吸収体とが下腿部と当接するため、これらを支持する枠状態に加わる力を分散することができる。また、突出部に衝撃が加わると縦枠部を座屈させる力が加えられるが、上記構成では、縦枠部のサイドメンバの取り付け位置と下方の横枠部の取り付け位置との間にエネルギー吸収体を取り付けているため、この取り付け部分の面剛性が高まり、座屈を抑制することができる。

車両の前端部の側断面図である。車両の前端部内部の斜視図である。本発明に係る車両の前端部構造を有する車両と歩行者の脚とが衝突した際の脚の挙動を表す図である。別実施形態における車両の前端部内部の斜視図である。

以下に、図面を用いて本発明の車両の前端部構造を説明する。図１は本発明を適用した車両Ｖの前端部の側断面図、図２は車両Ｖの前端部の内部構造の斜視図である。

図１に示すように、車両Ｖはエンジン等が配置されたエンジンルームを覆うボンネットフード１１、ボンネットフード１１の前端部下方に配置されたフロントバンパ１２を備えている。本実施形態のフロントバンパ１２は、上部バンパ部材１２ａ，中部バンパ部材１２ｂ，下部バンパ部材１２ｃから構成されている。

また、図２に示すように、車両Ｖの前端部内部には、エンジン、サスペンション、サスペンションメンバー等を支持するサイドメンバ１３、ラジエター等を支持するラジエターサポート２０（本発明の枠状体）が備えられている。ラジエターサポート２０は、その車両Ｖの前方側の端面がフロントバンパ１２の内部に臨むように配置されている。

ラジエターサポート２０は、車両Ｖの幅方向に延設された上部サポート部材２１（本発明の上方の横枠部），下部サポート部材２２（本発明の下方の横枠部），車両Ｖの高さ方向に延設された右サポート部材２３（本発明の縦枠部），左サポート部材２４（本発明の縦枠部）により一体的な枠状に構成されている。なお、本実施形態では、ラジエターサポート２０は樹脂により一体成形されているが、金属等、他の材質で構成しても構わない。また、上部サポート部材２１，下部サポート部材２２，右サポート部材２３，左サポート部材２４を別体で構成しても構わない。

下部サポート部材２２の車両Ｖの前方には、車両Ｖの前方側に突出する突出部２２ａが一体的に形成されている。突出部２２ａは、下部サポート部材２２の全幅にわたって略平板状に形成されており、適宜リブ等を設けることにより強度を高めている。

また、右サポート部材２３と左サポート部材２４の車両Ｖの後方側の端面の高さ方向の中間位置には、サイドメンバ１３の前端部が接続されている。一方、右サポート部材２３と左サポート部材２４の車両Ｖとの前方側の端面の高さ方向の中間位置にわたって、車両Ｖの幅方向に金属製のバンパリインフォースメント１４が設けられている。図２に示すように、バンパリインフォースメント１４の上下方向における取り付け位置は、サイドメンバ１３の接続位置と下部サポート部材２２の接続位置との中間位置となっている。本実施形態は、サイドメンバ１３の前端部の下端位置とバンパリインフォースメント１５の上端部とが略一致する位置としている。

さらに、バンパリインフォースメント１４の前端面には車両Ｖの幅方向に延設されたエネルギー吸収体１５が備えられている。エネルギー吸収体１５は、ウレタン、発泡材等のＥＡ材により構成されている。図１に示すように、このエネルギー吸収体１５の前端面の車両Ｖの前後方向における位置は、上部サポート部材２１の前端面と突出部２２ａの前端面とを結ぶ平面よりも車両Ｖの前方に位置している。なお、エネルギー吸収体１５は中部バンパ部材１２ｂの内部に臨むように取り付けられている。

本実施形態では、さらに右サポート部材２３と左サポート部材２４のバンパリインフォースメント１４の取り付け位置の下方に、車両Ｖの前方側に突出する補強部１６を設けている。すなわち、補強部１６は車両Ｖの上下方向において、突出部２２ａとバンパリインフォースメント１４（エネルギー吸収体１５）との間に位置している。

以下に、図３を用いて、本実施形態の車両Ｖと歩行者とが衝突した際の歩行者の挙動について説明する。なお、この図は車両Ｖの左側方から見た図であり、図面中左が車両Ｖの前方である。

図に示すように、歩行者の脚１は、大腿部１Ｕと下腿部１Ｌとが膝１Ｎにより接続されている。

図に示すように、上部サポート部材２１は大腿部１Ｕ付近、すなわち、膝１Ｎより上方に位置し、下部サポート部材２２は下腿部１Ｌ付近、すなわち、膝１Ｎより下方に位置している。また、エネルギー吸収体１５は下腿部１Ｌの膝１Ｎ側の端部付近に位置している。

車両Ｖの前端部が歩行者の脚１に衝突した際には、図３（ｂ）に示すように、下部サポート部材２２の突出部２２ａが歩行者の下腿部１Ｌに当接する。このときの衝撃は、突出部２２ａから下部サポート部材２２に伝達される。しかし。突出部２２ａが下腿部１Ｌと当接するのとほぼ同時にエネルギー吸収体１５が下腿部１Ｌと当接する。これにより、車両Ｖが歩行者と衝突した際の衝撃は、突出部２２ａとエネルギー吸収体１５とに分散される。そのため、下部サポート部材２２に作用する車両Ｖの後方側に変位させる力を小さくすることができる。

また、突出部２２ａに加えられた衝撃は下部サポート部材２２を介して右サポート部材２３および左サポート部材２４に、これらを座屈させる力として伝達される。しかしながら、本発明では、右サポート部材２３および左サポート部材２４の下部サポート部材の取り付け位置とサイドメンバの取り付け位置との中間位置にエネルギー吸収体１５が支持されているため、この支持位置の面剛性が高まり、右サポート部材２３および左サポート部材２４の座屈を抑制することができる。

なお、エネルギー吸収体１５に加えられた衝撃を効率的に支持するためには、エネルギー吸収体１５の取り付け位置はサイドメンバ１３の取り付け位置に近い方が望ましい。そのため、上述したように、サイドメンバ１３の前端部の下端位置とバンパリインフォースメント１４の上端部とが略一致するように構成している。

突出部２２ａおよびエネルギー吸収体１５と下腿部１Ｌが当接すると、図３（ｃ）に示すように、その反動で下腿部１Ｌは車両Ｖの前方上方に跳ね上げられ、大腿部１Ｕは車両Ｖ側に傾倒する。そして、図３（ｄ）に示すように、大腿部１Ｕが上部サポート部材２１に当接する。このとき、下腿部１Ｌの衝突に伴うエネルギーの多くは突出部２２ａおよびエネルギー吸収体１５により吸収されている。そのため、大腿部１Ｕが上部サポート部材２１に当接する際の衝撃が小さくなり、膝１Ｎへのせん断力を低減することができる。また、この回転力により歩行者をボンネットフード１１上に乗せ（図３（ｅ）参照）、歩行者に二次的な被害が及ぶのを防止することができる。

このように、本発明では、車両の前端部が歩行者と衝突した際に歩行者の脚と当接する３つの部材（突出部２２ａ，エネルギー吸収体１５，上部サポート部材２１）の車両の前後方向での位置関係、および、これらの部材の車両の上下方向での位置関係を適切に設定することにより、これらの部材を支持する部材（ラジエターサポート２０）の補強するための部材を設けたり、ラジエターサポート２０を構成する部材の板厚を上げたりすることなく、ラジエターサポート２０の強度を向上させることができる。したがって、生産コストや車両Ｖの重量を増大させることがなく、また、組立も容易であるため生産性を低下させることもなく、好ましい。

〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、エネルギー吸収体１５がバンパリインフォースメント１４の前端面に支持される構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、エネルギー吸収体１５が右サポート部材２３と左サポート部材２４とに直接支持される構成としても構わない。この場合には、バンパリインフォースメント１４の取り付け位置とサイドメンバ１３の取り付け位置とを一致させ、エネルギー吸収体１５をバンパリインフォースメント１４の直下に位置させると、エネルギー吸収体１５が補強部材１６としても機能するため、好ましい。さらに、バンパリインフォースメント１４の前端面に別途エネルギー吸収体を設けても構わない。

（２）また、図４に示すように、エネルギー吸収体１５をリブ状に形成しても構わない。このとき、エネルギー吸収体１５の右サポート部材２３と左サポート部材２４側の端部は格子状に形成すると、強度が向上するため好ましい。

（３）バンパリインフォースメント１４を備えない構成としても構わない。

（４）上述の実施形態におけるバンパリインフォースメント１４や補強部１６の裏側に右サポート部材２３や左サポート部材２４の座屈を防止するリブ等の補強部材を設けても構わない。この補強部材は、右サポート部材２３や左サポート部材２４側に形成しても構わないし、サイドメンバ側に形成しても構わない。

本発明は、車両、特に、バンパの下端部が歩行者の下腿部に位置する低床意匠の車両に用いることができる。

Ｖ：車両
１２：フロントバンパ
１３：サイドメンバ
１５：エネルギー吸収体
２０：ラジエターサポート（枠状体）
２１：上部サポート部材（横枠部）
２２：下部サポート部材（横枠部）
２２ａ：突出部
２３：右サポート部材（縦枠部）
２４：左サポート部材（縦枠部）

Claims

車両の前後方向に開口し、フロントバンパ内に設けられた枠状体を備え、
前記枠状体は、車両の上下方向に延設された一対の縦枠部と、前記車両の幅方向に延設された一対の横枠部と、から構成され、
下方の前記横枠部は、前記車両の幅方向に延設され、前記車両の前方に突出する突出部を備え、
前記縦枠部の前記車両の後方側面の前記車両の上下方向における中間位置にはサイドメンバの前記車両の前方側の端部が接続され、
前記一対の縦枠部の前記車両の前方側面の前記サイドメンバが接続された上下位置と前記下方の横枠部が接続された上下位置との中間位置にわたって、前記車両の前方に突出するエネルギー吸収体が設けられ、
上方の前記横枠部の前記車両の前方側の端面が、前記突出部の前記車両の前方側の端面よりも前記車両の後方側に位置するとともに、前記エネルギー吸収体の前記車両の前方側の端面が、前記上方の横枠部の前方側の端面と前記突出部の前方側の端面とを結ぶ仮想面よりも前記車両の前方側に位置する車両の前端部構造。